Chapitre 1. Des pierres au service des hommes
p. 25-34
Texte intégral
Figure 1 : Carte géologique simplifiée de la Lorraine avec localisation des sites faisant l’objet d’une notice (DAOV. Muller).

Figure 2 : Colonne stratigraphique lorraine (DAOM. Durand).

1À travers la Lorraine, le grand nombre de constructions et monuments anciens, ainsi que l’abondance des collections lapidaires des musées, témoignent d’un riche patrimoine lié à la pierre. Cette particularité régionale est induite par une grande diversité de gisements rocheux parsemant le territoire. Ces formations géologiques se déploient en éventail, en une succession de cuestas, de la Champagne humide, à l’ouest, au massif des Vosges, au sud-est (fig. 1 et fig. 2). La Lorraine dispose d’une variété exceptionnelle de matériaux de construction directement accessibles et exploitables : depuis les granites varisques (ou hercyniens) des Hautes Vosges et les roches volcaniques à sédimentaires des petits bassins permiens, jusqu’à la gaize de la Côte d’Argonne, en passant par les grès du Buntsandstein (Trias inférieur surtout) des Basses Vosges, les calcaires du Muschelkalk (Trias moyen) de la Côte de Lorraine, les calcaires bajociens de la Côte de Moselle, les calcaires oxfordiens de la Côte de Meuse et les calcaires du Tithonien de la Côte des Bars1.
2Ces roches de qualité et de densité diverses (fig. 3, page suivante), déjà utilisées à l’Âge du fer, notamment pour la réalisation de meules2, ont été intensivement exploitées à partir de la période gallo-romaine et durant toute l’époque médiévale sous la forme de pierres de construction, de blocs architecturaux taillés ou de sculptures.
3Cette introduction à la synthèse du PCR Pierre a pour ambition, non pas de réécrire une notice explicative de la carte géologique de la Lorraine, mais d’évoquer les principaux gisements et types de pierre exploités par l’Homme aux époques antiques et médiévales, qui sont mentionnés dans cet ouvrage
1. Le secteur granitique
4Très peu de sites mentionnés dans cet ouvrage sont implantés dans le secteur granitique lorrain ou font appel à l’utilisation des granites. Pourtant, ces derniers, mis en place lors de l’orogenèse varisque (ou hercynienne), affleurent largement en des gisements directement accessibles et exploitables, comme en témoignent les grandes carrières ouvertes depuis plusieurs siècles dans les massifs de granite de Senones, de Remiremont et des Crêtes (Col de Grosse Pierre).
5Ce défaut d’observations est certainement à mettre en relation avec le fait que le massif granitique des Hautes Vosges a été peu densément peuplé aux périodes antique et médiévale. Le site du Saint-Mont (Saint-Amé, 88) montre cependant l’utilisation du granite local comme matériau de construction depuis l’Antiquité tardive jusqu’à l’Époque moderne (fig. 4).
Figure 4 : Vue du massif granitique sur le site du Saint-Mont (Saint-Amé, 88 – cliché Ch. Kraemer).

2. Le secteur gréseux
6Les affleurements gréseux considérés dans cette étude se déploient selon une diagonale depuis le col de Saverne au nord-est, à proximité de Sarrebourg (57), jusqu’à la Vôge au sud-ouest d’Épinal (88), en passant par les hauteurs au nord-ouest de Saint-Dié (88). Ils représentent en partie la base de l’épaisse couverture sédimentaire qui a recouvert l’ensemble de la région des Vosges actuelles avant leur surrection au cours du Cénozoïque (ex Tertiaire).
2.1. La succession stratigraphique du Buntsandstein vosgien
7Le terme de « Buntsandstein »3 est actuellement utilisé, dans toute l’Europe, pour désigner une unité lithostratigraphique majeure regroupant les formations non marines qui constituent la partie inférieure du Trias. Pour certaines régions, comme le Nord-Est de la France, la sédimentation continentale de « type triasique » a pu commencer dès le Permien supérieur et se poursuivre jusqu’au Trias moyen, c’est pourquoi ce Buntsandstein n’est pas vraiment l’équivalent du Trias inférieur déposé voici quelque 250 millions d’années, au début de l’ère Mésozoïque (ex Secondaire). Dans l’Est de la France, cet ensemble gréseux, épais parfois de plusieurs centaines de mètres, peut aisément être divisé en trois parties : Buntsandstein inférieur, moyen et supérieur4.
Figure 3 : Tableau des masses volumiques de différents types de roche (DAO K. Boulanger).

2.1.1. Le Buntsandstein inférieur
8Dans le massif vosgien, le Buntsandstein inférieur (Grès de Senones, d’âge Permien supérieur) est caractérisé par l’abondance des feldspaths et le caractère anguleux des grains sableux. Les niveaux les plus grossiers, parfois à tendance conglomératique, sont caractérisés par leur aspect caverneux et l’abondance des taches noires ferro-manganiques (fig. 5).
9De qualité souvent médiocre, cette roche a cependant parfois été utilisée pour la sculpture à l’exemple d’une stèle-plaque ornée provenant du site de La Bure5 (Saint-Dié, 88).
2.1.2. Le Buntsandstein moyen
10Au-dessus d’un mince Conglomérat inférieur, affleurant rarement, car mal cimenté, le Grès vosgien représente l’essentiel du Buntsandstein moyen. Il atteint une puissance de plus de 300 m dans la région de Saverne et s’amenuise progressivement vers le sud, jusqu’à disparaître totalement dans la Vôge. Dans le secteur étudié, la roche dominante est un grès disposé en gros bancs lenticulaires, de teintes roses, à grain moyen assez uniforme et bien cimenté.
11Le Grès vosgien est couronné par le Conglomérat principal ou Poudingue de Sainte-Odile, d’épaisseur assez constante (moins de 20 m en général). Les sites du château de Pierre-Percée6 (54) et du rocher de Dabo offrent une vision très nette du passage d’une formation à l’autre (fig. 6). Le poudingue est constitué de galets arrondis de quartz et de quartzite réunis par une matrice de pétrographie identique à celle des grès sous-jacents. De par sa nature hétérogène, cette roche a très peu été exploitée comme matériau de construction et plus rarement encore comme pierre de taille.
12Dans plusieurs secteurs apparaît, au sommet du Conglomérat principal, un complexe de paléosols pouvant recéler des lentilles de dolomie fort utiles pour la fabrication de chaux sur des sites éloignés des affleurements du Muschelkalk.
2.1.3. Le Buntsandstein supérieur
13D’une puissance toujours largement inférieure à la centaine de mètres, le Buntsandstein supérieur comprend deux formations : les Couches intermédiaires (à la base) et le Grès à Voltzia. L’histoire de ce dernier est indissociable de celle du Muschelkalk inférieur avec lequel il y a un passage latéral par l’intermédiaire du Grès coquillier.
Figure 5 : Abri de la Jeannette du Vallon Saint-Martin (Escles, 88 – cliché P. Fetet).

Figure 6 : Affleurement du Conglomérat principal, Poudingue de Sainte-Odile, sous le château de Pierre-Percée (54 – cliché C. Moulis).

14Les grès des Couches intermédiaires sont assez hétérogènes (grain grossier à fin) ; leurs teintes varient du gris au rose ou au rouge violacé. Certains bancs à grain moyen, se prêtant bien à la taille, ont été largement exploités, notamment sur les sites antiques de Neuve Grange7 (Lafrimbolle, 57), de la Croix Guillaume8 (Saint-Quirin, 57) ou du Pont des Fées9 (Les Voivres, 88). Bien que de qualité parfois médiocre pour la sculpture, ces grès ont cependant été utilisés à cette fin, à l’exemple d’une statue gallo-romaine en remploi de Saint-Baslemont (88)10. Ils ont d’autre part fourni le principal matériau de construction des donjons médiévaux du Streitwald11 (Abreschwiller, 57), de Fontenoy-le-Château12 (88), du Château des Fées à Plombières-les-Bains13 (88) ou de Forbach14 (57).
Figure 7 : Carrière de meules (Grès à meules) dans le Vallon Saint-Martin (Escles, 88 – cliché C. Moulis).

Figure 8 : Affleurement des grès des Couches intermédiaires sur le site de la Croix Guillaume (Saint-Quirin, 57 – cliché D. Heckenbenner).

Figure 9 : Vue d’un affleurement de Grès vosgien au sommet du plateau de La Bure (Saint-Dié, 88 – cliché K. Boulanger).

15La formation du Grès à Voltzia se caractérise par un grain fin, remarquablement régulier, et la présence de fossiles, principalement végétaux (Equisetites, Voltzia, etc.). Le membre inférieur, dit Grès à meules, s’organise en bancs d’épaisseur métrique à plurimétrique, séparés par de simples joints (parfois riches en mica) ou des lentilles argileuses. Les teintes de la roche sont généralement pâles : rose, gris verdâtre ou jaunâtre (fig. 7). Le membre supérieur du Grès à Voltzia est qualifié de Grès argileux. De teinte souvent plus soutenue, à dominante lie-de-vin, il correspond en fait à une alternance de bancs gréseux plus minces et de couches argileuses.
16Par la finesse de son grain, le Grès à Voltzia se prête bien à la réalisation de sculptures détaillées. Les découvertes lapidaires du site de La Bure15 (Saint-Dié, 88) ont montré que ce type de roche était parfois importé sur plusieurs dizaines de kilomètres pour des besoins spécifiques liés notamment à la réalisation de statues de divinités. Le Grès à meules a notamment été exploité dans la carrière antique du Quéveney16 (Monthureux-le-Sec, 88). Ce matériau a été plus rarement utilisé comme pierre de construction, mais on le retrouve dans les donjons médiévaux de Fontenoy17 (88) et de Saint-Baslemont18 (88).
17Le Grès coquillier correspond au stade ultime de la sédimentation sableuse, mais il est considéré comme la base du Muschelkalk compte tenu de son origine franchement marine. Seules quelques lentilles gréseuses, particulièrement développées au sein de cet ensemble argilo-silteux, semblent avoir été occasionnellement exploitées, à l’exemple d’une stèle funéraire antique découverte à Tarquimpol (57) et conservée au Musée du Pays de Sarrebourg.
2.2. Le piémont vosgien de Sarrebourg19
18Le secteur gréseux dont l’aire géographique se déploie au sud-est de la ville de Sarrebourg a livré de très nombreux sites archéologiques où la pierre de grès occupe une place prépondérante, tant pour la réalisation des constructions que pour la sculpture de monuments religieux et funéraires20.
19Il est localisé entre le col de Saverne, la Zorn et les deux Sarres (Bas-Rhin, Moselle, Meurthe-et-Moselle). Les occupations humaines anciennes y sont limitées à des plateaux situés entre 400 et 500 m d’altitude, où affleurent essentiellement les Couches intermédiaires, en périphérie des sommets plus élevés du massif du Donon où domine le Grès vosgien (fig. 8).
2.3. Le secteur de Saint-Dié
20Dans cet ouvrage, le secteur de Saint-Dié, localisé au cœur du bassin permien21, est illustré par le site antique de La Bure22 (Saint-Dié, 88). Les zones basses de la vallée sont caractérisées par des apports alluviaux de la Meurthe et de la Fave. Les hauteurs environnantes sont constituées de dépôts accumulés pendant le Permien sur une très forte épaisseur. En partie basse des coteaux, on peut notamment observer des affleurements de grès feldspathiques et arkoses provenant de l’érosion du socle varisque23 local par suite de la réactivation d’accidents tectoniques au cours du Permien.
21La plupart des hauteurs, et souvent jusqu’à leur partie sommitale, correspondent aux affleurements du Grès vosgien (fig. 9). La partie inférieure de la formation (« couches de Trifels ») est caractérisée par la présence fréquente de galets de quartzite et de quartz. La géomorphologie assez accidentée de ce secteur est due au redoublement, de part et d’autre d’une faille majeure, de la Côte du Grès vosgien (Côte de Saint-Dié et Côte de Senones) dont il ne reste parfois que des buttes-témoins24.
Figure 10 : Chaos de blocs de grès sur le site du Châtelet (Saint-Baslemont, 88 – cliché P. Fetet).

2.4. Le secteur de la Vôge
22La Vôge est un ensemble de plateaux gréseux dans le prolongement sud-ouest du massif granitique des Hautes Vosges, ceinturé à l’ouest par la côte du Muschelkalk. Ce plateau a basculé vers l’ouest lors du soulèvement du massif vosgien, d’où des altitudes moyennes comprises entre 300 et 500 m. Il est recoupé transversalement par le large fossé tectonique de Bains-les-Bains, où coule le Côney. Les principaux accidents du relief correspondent donc, d’une part à des escarpements de faille, d’autre part à l’incision de profondes vallées dans les compartiments surélevés, comme on peut particulièrement le voir dans le secteur de la forêt de Darney25.
23La série gréseuse reposant sur le socle granitique est ici considérablement incomplète. Ne commençant en général que par un Conglomérat principal aminci, voire atrophique, elle se réduit pratiquement au Buntsandstein supérieur, qui ne dépasse guère une soixantaine de mètres de puissance. Les Couches intermédiaires affleurent bien sur les versants des vallons encaissés, alors que le Grès à Voltzia forme l’essentiel de la surface des plateaux.
24L’accessibilité des bancs a fait du grès le matériau de prédilection de la Vôge, comme en témoignent la carrière antique du Quéveney à Monthureux-le-Sec26 (88) ou les nombreux vestiges archéologiques qui parsèment ce territoire. Les grès des Couches intermédiaires, assez grossiers et irrégulièrement stratifiés, ont été essentiellement utilisés pour le débitage de moellons. Ceux du Grès à Voltzia inférieur (Grès à meules), qui se prêtent particulièrement bien à la taille ou la sculpture, ont été intensément exploités dès l’époque gallo-romaine (fig. 10).
Figure 11 : Vue du gisement de cargneule de Bainville-aux-Miroirs (54 – cliché V. Muller).

Figure 12 : Vue d’un banc de roche dans les carrières de « pierre de Jaumont » à Roncourt (57 – cliché M. Gazenbeek, Inrap).

Figure 13 : Gisement de calcaire de la Côte de Moselle à Norroy-lès-Pont-à-Mousson (54 – cliché J.-D. Laffite).

3. Les secteurs calcaires
3.1. Les calcaires de la Côte de Lorraine
25Les calcaires du Muschelkalk (Trias moyen) se répartissent essentiellement sur le front et le revers de la Côte de Lorraine qui domine les plateaux gréseux du Buntsandstein. Ainsi, depuis le secteur de Contrexéville-Vittel, ils s’étendent jusqu’à la Moselle, puis la Haute-Meurthe, décrivent un arc de cercle en Haute-Sarre jusqu’à la frontière allemande, et se terminent par des buttes-témoins au nord-est de Sarre-Union et Forbach.
26Les calcaires à entroques, à la base, se présentent sous forme de bancs épais et peu fissurés, qui ont été fréquemment exploités localement comme matériaux de construction aux époques gallo-romaines et médiévales27.
27Les calcaires à cératites montrent une alternance de lits de marne et de petits bancs calcaires. Ces derniers sont plus rarement employés de manière préférentielle, comme dans la Tour antique du Bacha à Deneuvre28 (54), mais ont peut les retrouver sous forme de matériau de construction secondaire, par exemple dans le donjon de Blâmont29 (54).
28Les dolomies sont plus rarement mises en œuvre sur les sites étudiés, exception faite du donjon de Bainville-aux-Miroirs30 (54) qui utilise la Dolomie de Beaumont (Keuper, Trias supérieur) pour l’ensemble des blocages, mais aussi dans de nombreux parements où participe même la cargneule provenant de la transformation de son chapeau d’anhydrite (fig. 11).
3.2. Les calcaires de la Côte de Moselle
29Le relief de côtes dominant l’ouest du cours de la Moselle recèle de nombreux gisements de calcaires bioclastiques du Jurassique moyen (ou « Dogger »). Ces roches, de teinte blanche à jaune, ont été exploitées dès l’époque gallo-romaine, à l’exemple des carrières de Norroy-lès-Pont-à-Mousson31 (54), dans le Bajocien moyen, ou de Roncourt (57, carrière de calcaire dit « pierre de Jaumont »), dans le Bajocien supérieur (fig. 12).
30La « pierre de Norroy » correspond à un faciès particulier de la formation bajocienne des Calcaires à polypiers supérieurs présents sur la cuesta de la moyenne vallée de la Moselle (fig. 13). Ce calcaire, blanc à blanc beige, est constitué de débris sableux de coquilles et crinoïdes noyés dans une matrice à l’aspect crayeux, qui lui confère une certaine tendresse à la taille. Il se distingue ainsi des calcaires sous-jacents, moins blancs et plus durs, car constitués essentiellement d’entroques et de masses coralliennes recristallisées. À la fois non gélive, facilement sciable, compacte et résistante aux pressions, cette roche a été utilisée en abondance, dès l’Antiquité puis au Moyen Âge comme pierre de taille ou de sculpture, dans toute la vallée de la Moselle32 et parfois exportée bien au-delà.
31Sur certaines buttes-témoins en avant de la Côte de Moselle, les Calcaires à polypiers inférieurs du Bajocien moyen peuvent également comporter des calcaires blancs assez comparables. Ainsi, le gisement présent au sommet de la colline Sion-Vaudémont33 (54) semble avoir été exploité dès l’époque gallo-romaine pour les constructions de l’agglomération de Sion.
3.3. Les calcaires de la Côte de Meuse
32La Côte de Meuse est constituée de calcaires de l’Oxfordien moyen et supérieur.
33Les formations de l’Oxfordien moyen, autrefois qualifié d’« Argovo-Rauracien », offrent des calcaires variés, dont des pierres de qualité, propices à la taille et la sculpture, qui ont été abondamment exploitées.
34Il s’agit essentiellement de calcaires crayeux extraits, entre autres, dans la région de Verdun (fig. 14) et la région de Vaucouleurs comme la « pierre de Saint-Germain » mise œuvre pour la maison forte de Gombervaux34 (55), mais aussi de calcaires à entroques comme la « pierre d’Euville ». Ces types de calcaires ont été utilisés notamment pour la confection de sarcophages du haut Moyen Âge, diffusés dans les secteurs de Verdun35 (55), Toul36 (54) et Metz37 (57).
35En revanche, les calcaires de l’Oxfordien supérieur ont été peu utilisés en raison de leurs médiocres qualités. On retiendra cependant l’utilisation d’un calcaire ocre de la base du « Séquanien » pour l’édification des premières assises de la maison forte de Gombervaux38 (55).
Figure 14 : Vue de la formation calcaire dans les carrières de Belleray (55 – cliché K. Boulanger).

3.4. Les calcaires de la Côte des Bars
36Les calcaires sublithographiques, qui constituent l’essentiel du Tithonien (ex Portlandien) et sont à l’origine de la Côte des Bars, ne semblent pas avoir présenté d’intérêt architectonique ou sculptural particulier.
37En revanche, sur le revers de la côte (région du Perthois, dans le sud-ouest du département de la Meuse, aux confins de la Haute-Marne et région de Saint-Dizier), la formation terminale (Oolithe vacuolaire) a fourni une pierre très recherchée39. Il s’agit d’un calcaire de grande qualité, tendre mais résistant, qui se scie et se taille facilement, non gélif, de teinte crème à ocre clair, connu sous l’appellation générique de « pierre de Savonnières ». Il a été exploité dans de très nombreuses carrières, dont les célèbres carrières souterraines de Savonnières-en-Perthois40 (fig. 15) qui remontent à l’époque gallo-romaine41. En réalité, d’autres carrières ont sans doute été exploitées à Brauvilliers, Juvigny-en-Perthois, Haironville, Ville-sur-Saulx, Brillon-en-Barrois, Lisle-en-Rigault, Combles-en-Barrois, Trémont-sur-Saulx et Aulnois-en-Perthois (55).
Figure 15 : Vue d’un front de taille moderne des carrières de Savonnières-en-Perthois (55 – cliché J. Guillaume).

Figure 16 : Détail de l’appareil en gaize du bras sud du transept de l’église Saint-Didier de Clermont-en-Argonne (55, xvie siècle – cliché J. Guillaume).

38Cette « pierre de Savonnières » a été abondamment utilisée dans les sites gallo-romains de la région : Naix-aux-Forges (55), Grand (88) etc., puis au haut Moyen Âge pour la production massive de sarcophages diffusés notamment dans les secteurs de Verdun42 (55), de Toul43 (54) et jusque dans le Benelux.
4. La gaize de la Côte d’Argonne
39La Côte d’Argonne s’allonge au sud de l’Ardenne, à la limite entre la Lorraine et la Champagne, et s’arrête brutalement à moins de 10 km au-delà de Sainte-Menehould. Elle est induite par le développement, sur une puissance pouvant atteindre près de 80 m, d’un faciès lithologique particulier d’âge crétacé (Albien et Cénomanien) : la gaize (fig. 16). Il s’agit d’un grès fin, poreux, de teinte grise à verdâtre et riche en spicules d’éponges siliceuses. Friable et sensible à l’humidité, elle a cependant été utilisée dans les fours de verriers pour ses qualités réfractaires. Les couches les plus profondes, plus résistantes, ont été exploitées pour la construction, comme en témoigne, du côté lorrain, l’église de Clermont-en-Argonne (55), du xvie siècle.
Notes de bas de page
1 Gély, Hanot 2014.
2 Lagadec 2007.
3 La traduction littérale de ce terme d’origine allemande : « Grès bigarré », a souvent été utilisée autrefois, mais avec des acceptions très différentes au cours du temps, voire simultanément. C’est pourquoi le Comité français de Stratigraphie en a recommandé l’abandon dès 1961 (Durand 1980).
4 Durand 2014a.
5 Cf. notice n° 03.
6 Cf. notice n° 24.
7 Cf. notice n° 01.
8 Cf. notice n° 02.
9 Cf. notice n° 08.
10 Cf. notice n° 09.
11 Cf. notice n° 23.
12 Cf. notice n° 19.
13 Cf. notice n° 22.
14 Cf. notice n° 27.
15 Cf. notice n° 03.
16 Cf. notice n° 04.
17 Cf. notice n° 19.
18 Cf. notice n° 21.
19 Anciennement nommé « Piémont vosgien », le piémont vosgien de Sarrebourg désigne la zone de plateaux gréseux (400-500m d’altitude) se déployant à l’est et au sud-est de Sarrebourg, entre le col de Saverne et les contreforts du Donon.
20 Cf. notices n° 01, 02 et 23.
21 Durand 2014b, Le Roux et alii 2016.
22 Cf. notice n° 03.
23 Le socle varisque ou hercynien se compose de granites et de roches sédimentaires et volcaniques.
24 Le Roux et alii 2016.
25 Le Roux, Harmand 2009.
26 Cf. notice n° 04.
27 Cf. notices n° 11, 20 et 26.
28 Cf. notice n° 11.
29 Cf. notice n° 20.
30 Cf. notice n° 28.
31 Cf. notice n° 05.
32 Cf. notices n° 06, 10, 12, 16 et 17.
33 Cf. notice n° 18.
34 Cf. notice n° 25.
35 Cf. notice n° 14.
36 Cf. notice n° 13.
37 Cf. notice n° 12.
38 Cf. notice n° 25.
39 Lexa-Chomard, Pautrot 2006.
40 L’appellation de cette roche est issue de ce site éponyme.
41 Buvignier 1852 ; Liénard 1881 ; Gaillet 2003.
42 Cf. notice n° 14.
43 Cf. notice n° 13.
Notes de fin
1 Essentiellement composés de grains de quartz de densité 2,65, les grès ne peuvent guère avoir une masse volumique supérieure à 2 650 kg / m3, et ceci seulement en l’absence de toute porosité (quartzites).
2 Leur principal composant étant la calcite de densité 2,71, les calcaires ne peuvent, en principe, avoir une masse volumique supérieure à 2 710 kg / m3, et ceci seulement en l’absence de toute porosité (marbres). Cependant, la masse volumique de certains calcaires dépasse cette valeur car ils renferment une part plus ou moins importante de dolomite, de densité ≈ 2,84. Une roche composée exclusivement de dolomite (dolomie) peut atteindre exceptionnellement 2 900 kg / m3.
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